某斜拉桥主桥施工应力监测方案浅析

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1、某斜拉桥主桥施工应力监测方案浅析熊伟峰1文勇2王鹏3（1.江西交通工程咨询监理中心南昌330008）（2.江西方兴科技有限公司南昌330025）(3.景婺黄（常）高速公路建设项目办公室景德镇333000)摘要：飞云江三桥是一座钢筋混凝土主梁独塔双索面斜拉桥，针对其施工特点，建立完善的施工控制体系和应力监测方案，实现控制主梁线形平顺、索塔结构受力状态与设计预期相符合。本文介绍了应力监测的一些基本做法。关键词：桥梁工程；斜拉桥；施工；主桥；应力；监测540前言飞云江三桥主桥为独塔双索面预应力混凝土斜拉桥，结构体系新颖复杂

2、，结构受力及施工过程处于严格不对称状态，由于斜拉桥设计与施工高度耦合，所采用的施工方法与成桥后的主梁线形及结构内力状态密切相关，对其实施有效的施工控制是保证其圆满成功修建的必要条件。1工程概况飞云江三桥位于温州市瑞安飞云江出海口，该主桥方案采用塔梁墩固结体系，为了满足景观设计的要求，主塔选用了双曲变截面花瓶式空间结构，塔高166m，主孔梁体为240＋170＋60m的三跨一联边箱梁结构，全宽36.8m（双向六车道），梁中心高3.2m，顶板厚0.28m，底板厚0.4m，全桥共有2×36对拉索，主梁索距均为6m。2监控机构

3、及运作斜拉桥施工监控是一项包含测试和测量、计算与分析、预测与控制等多项复杂、技术含量较高的智能行为。为了确保设计、施工、监理、监控各方密切配合，使飞云江大桥施工控制顺利实施，从组织上保证施工控制各步骤都有专人负责，确定了由业主、监理、施工单位、设计单位和监控单位人员组成的施工控制领导小组和施工控制工作小组，并制定了施工监控流程，使整个控制工作中的信息反馈、数据传递路径畅通无阻。3监控思路及内容斜拉桥是一种桥面体系受压、支撑体系受拉的高次超静定结构体系，而索塔是斜拉桥的主要承重构件，也是一个受力中心。在斜拉桥索塔、主梁

4、的实际施工过程中，由于各种结构参数不可避免会与设计值存在差异，加之施工荷载等因素的不确定性，导致施工产生结构内力及变位结果必然与索塔设计预期存在偏差。这类结构参数偏差如不在施工过程中进行控制和调整，则不仅会影响到索塔整体线形，甚至影响到成桥后桥梁的运营效果，并且会危及施工中的结构安全。在飞云江三桥施工控制中，把成桥状态（成桥三年后的状态轨迹为设计线形）作为控制的最终目标，把施工的中间状态（过程运动状态轨迹）作为中间控制目标和纠偏的依据，把立模标高和当前安装索的张拉索力作为能控性的状态变量，把已建主梁的标高、斜拉索的索

5、力和关键截面的应力以及典型工况下的塔顶偏位作为可观性和待调性状态变量。监控的内容是：对当前施工梁段各工况下的斜拉索索力、轴线偏差和高程都进行监测；主要包括0、1号节段施工控制、标准节段施工控制以及合拢施工控制（鉴于文章篇幅有限，本文仅介绍应力监测方案）。4应力监测方案4.1应力监测项目4.1.1索塔的应力测试在主梁悬臂施工的各阶段，对索塔应力进行实时监测，以便了解索塔应力在施工过程中的变化。当施工过程中的施工荷载发生较大变化、突发施工事故或承受较大风荷载时，需对这些状态的应力进行及时监测，根据监测情况提出相应的对策，

6、以确保施工中结构的安全。4.1.2主梁应力测试通过应力测量获得各施工状态下监测截面的应力值以及成桥状态下各监测截面的恒载应力水平，对梁体重量及其他荷载变化情况进行判断，确保结构施工安全。在埋设应力测点的相同部位埋设无应力计，用来补偿混凝土自身的体积应变和收缩应变以及自由温度应变。主梁应力控制目标为：在施工状态斜拉桥主梁截面拉应力及压应力满足施工规范要求，成桥状态结构内力处于设计的最优状态。4.1.3斜拉索索力测试54索力控制目标为：最终索力与设计值的误差控制在±5％之内；浇注混凝土时用千斤顶张拉索力与预报值误差控制在

7、±2％以内。4．2应力监测截面与测点4.2.1主塔应力测点在主塔上布置了三个应力测试截面，这些截面分别位于：①下塔柱实心段顶面附近；②中塔柱与上塔柱交界处；③36＃索附近。在各截面处分别将钢弦式混凝土应变计埋设在四个角上，见图1所示。图1塔柱测点截面布置图/cm其中①、②截面应变计竖向放置，测量主塔压力，③截面应变计在上塔柱环向预应力区水平放置，测量预应力效应。4.2.2主梁应力测点主梁应力测点布设在截面顶板和底板上剪力较大的部位，每个截面布置8个测点，方向沿截面的法线方向。另外，在主横梁中部设横向应力测点，方向沿主

8、横梁方向，见图2所示。（1）主梁应力测点选择六个截面，分别位于：①主梁与主塔固结处；②主梁主跨的第5＃、20＃、25＃节段中部；③170m跨的跨中部；④40＃墩墩顶处。（2）横梁应力测点选择三个位置，分别为：①38＃墩顶端横梁；②主跨20＃节段横梁；③40＃墩墩顶横梁。在各横梁跨中的上下缘各放置一个应变计。（3）测量仪器测量采用ZX-200型智